生物矿物的精细结构的形成过程也是数十亿年进化的结果。它能在良性环境条件如常温常压下，以高效、准确的方式指导精细复杂的生物矿物的形成。相反，人类传统的合成方法中，往往需要温度、压力等极端的反应条件。因此，天然矿物结构的形成过程也值得广大科学家们学习，从而进一步发展新材料的制造技术“生物过程启示的制备技术”。牙釉质被称为脊椎动物中最致密的材料，其组成和结构源于一种高度复杂的设计系统。牙釉质完美的结构搭建和优异的力学性能特征成为近年来的研究热点，使得研究者们长期致力于其结构和性能的体外重现。但很少有研究者关注牙齿的另一重要合成指标—生长速率，不同物种的牙齿生长速率存在着显著的差异。本研究工作首次研究生长速率显著不同的人牙、鼠牙及鲨鱼牙的矿化过程，揭示其生长的规律，寻找影响生长速率的重要因素，探索其内在机制，从而进一步指导材料的高效合成与制备。　　通过研究人牙，鼠牙及鲨鱼牙的微观结构和组成成分，建立微观结构、组成和生长速率之间的内在关系，探索决定牙齿生长速率快慢的重要因素。得到以下重要结果：（1）微观结构搭建不同：鲨鱼牙釉质和鼠牙釉质存在三个生长方向，人牙釉质存在两个生长方向。鲨鱼牙釉质组装的程度最低，鼠牙釉质次之，人牙釉质具有最精确的组装形式。其次，最小的组装单元也不同。（2）无机相组成不同：人牙和大鼠牙釉质的主要成分是羟基磷灰石，鲨鱼牙牙釉质为氟磷灰石。（3）有机组成不同：人牙有机物含量最多，鲨鱼牙次之，鼠牙最少。　　为论证牙齿微观结构搭建、晶相组成对牙齿生长速率的影响，我们选取具有生物活性的新鲜人牙、鼠牙及鲨鱼牙齿的切片作为生长模板，设计了一系列有关羟基磷灰石和氟磷灰石的体外矿化实验。研究发现新鲜牙釉质未能很好地诱导柱状羟基磷灰石的合成，但均能诱导柱状氟磷灰石的形成。表明氟磷灰石柱状晶较羟基磷灰石更易形成，矿化速率更快。此外，不同物种的牙齿微观结构搭建不同，氟磷灰石的生长速率也不同：鲨鱼牙釉质上的氟磷灰石生长速率较快，鼠牙次之，人牙最慢。　　为进一步论证牙齿的有机组成对牙齿生长速率的影响，采用重组蛋白技术成功获得了人牙的牙釉蛋白（重组Amelx-his蛋白），并选择蠕动泵精确地控制矿化体系中离子滴加速率，解决了釉原蛋白因自组装团聚失去矿化活性的问题。研究表明Amelx-his釉原蛋白提高了羟基磷灰石的生长速率，但未起到调控形貌的作用；而在CaCO3体系中，Amelx-his釉原蛋具有调控CaCO3形貌和稳定晶型的作用，两者的协同作用成功地制备了热力学不稳定地球文石介观晶体。